液压油是工业润滑油中用量最大、且应用面广泛的品种,其消耗量约占工业润滑油的50%,产品可用于冶金、矿山、工程机械、汽车、飞机、运输工具、机床及其他液压系统中。液压系统工作性能的好坏,在很大程度上取决于液压油的选择、维护和管理。正确、合理地选择与使用液压油,对提高液压设备运行可靠性,延长元件和系统的使用寿命,保证设备安全,防止事故发生具有重要意义。
一、根据工作环境和工矿条件选择液压油品种根据工作环境和工矿条件选择液压油的品种
根据工作环境和工矿条件选择液压油品种根据工作环境和工矿条件选择液压油的品种,可参照下表进行。
在选择液压设备所使用的液压油时,应从工作压力、温度、工作环境、液压系统及元件结构和材质、经济性等几个方面综合考虑和判断。环境因素有:地上、地下、室内、野外、沿海、寒区、高温、明火。使用工况:泵的类型、压力、温度、材质、密封材料、运行时间。油品性质:理化性能特点。经济性:使用时间、换油期、价格。
工作压力主要对液压油的润滑性即抗磨性提出要求。高压系统的液压元件特别是液压泵中处于边界润滑状态的摩擦副,由于正压力加大,速度高而使摩擦磨损条件较为苛刻,必须选择润滑性即抗磨性、极压型优良的HM油。按液压系统和油泵工作压力选用液压油,压力<8MPa用HH,HL液压油(叶片泵则用L-HM),压力8-16MPa用HL,HM,HV液压油,压力>16MPa用HM,HV液压油。液压系统的工作压力一般以其主油泵额定或最大压力为标志。
工作温度是指液压系统液压油在工作时的温度,其主要对液压油的黏温性和热安定性提出要求,工作温度-10~90℃用HH,HL,HM液压油,低于-10℃用HR,HV,HS液压油。
环境温度和工作温度(指没有冷却控温的液压设备)一般关系为:液压设备在车间厂房,正常工作温度比环境温度高15~25℃;液压设备在温带室外,高25~38℃;在热带室外日照下,高40~50℃工作环境一方面要考虑液压设备工作的环境是室内还是室外、地下、水上,在气候处于冬夏温差大的寒区、内陆沙漠区等工作环境;另一方面若液压系统靠近300℃以上高温的表面热源或有明火场所,就要选用难燃液压油。
按使用温度及压力选择难燃液压油可参考:高温热源或明火附近,压力在7MPa以下、温度<50℃用HFAE,HFAS,压力7~14MPa、温度<60℃用HFB,HFC,压力7-14MPa温度50~80℃用HFDR,压力>14MPa、温度80~100℃用HFDR,难燃液压油使用场合包括以下几个方面。
- 铸造:型芯机、压模机、炉子控制;
- 注射压模:压模机;
- 锻造和挤压:锻压机、挤压机、移动设备;
- 冶金:连续浇铸、滚轧机、炉子控制;
- 脱锭吊、自动焊机、运载设备、液压剪切机;
- 6装配:成型压机、自动焊接机、运输机、炉子控制;
- ⑦石油、化工、动力:空气压缩机、空压设备阀的操作和控制、蒸汽和燃气轮机;
- 压模铸造:压铸机、去毛刺机、移动设备;采煤:连续采煤机、穿梭车、测位车、皮带运输机联轴节。
二、根据设备类型选择液压油品种
根据工作环境和工矿条件选择液压油品种根据工作环境和工矿条件选择液压油的品种,可参照下表进行。根据摩擦副的形式及其材料选择液压油,可根据下表进行。 根据工作环境和工矿条件选择液压油品种根据工作环境和工矿条件选择液压油的品种,可参照下表进行。
叶片泵的叶片与锭子面与油接触在运动中极易磨损,其钢对钢的摩擦副材料,适用于以ZDDP(二烷基二硫代磷酸锌)为抗磨添加剂的HM抗磨液压油。柱塞泵的缸体、配油盘、活塞的摩擦形式与运动形式也适于使用HM抗磨液压油,但柱塞泵中有青铜部件,由于此材质部件与ZDDP作用产生腐蚀磨损,故有青铜件的柱塞泵不能使用以ZDDP为添加剂的HM抗磨液压油。同样道理,含镀银件的柱塞泵也不能使用ZDDP的HM油。此外,选择液压油还要考虑其与液压系统中密封材料相适应。
一般叶片泵可选用含锌型抗磨液压油,柱塞泵最好选用无灰型油,因为含锌油中的ZDDP会对柱塞泵的铜部件产生腐蚀。对于叶片泵压力高于15MPa、柱塞泵压力高于30MPa,且两种型号泵同时存在的液压系统,应选择符合DenisonHF-0产品标准的油品。
液压油的润滑性(抗磨性)对三大泵类减磨效果的顺序是叶片泵>柱塞泵>齿轮泵。因此,凡是叶片泵为主油泵的液压系统不管其压力大小均选择HM油。液压系统的精度越高,要求所用的液压油清洁度也越高,如对有电液伺服阀的闭环液压系统要求用数控机床液压油,此两种油可分别用高级HM和HV液压油代替。试验表明,三类泵对液压油清洁度的要求是柱塞泵高于齿轮泵与叶片泵,而在对极压性能的要求是齿轮泵高于柱塞泵与叶片泵。
三、液压油黏度选择
液压油的黏度选择主要取决于系统起动的工作温度和所用泵的类型。中、低固定液压系统的工作温度通常在环境温度以上40~50℃。在此温度下,液压油应具有13~16mm2/s的黏度。在高压系统中,压力>30.0MPa,黏度为25mm2/s。选择合适的黏度也是非常重要的,黏度太大,液压系统能量损失大,系统效率低,油泵吸油困难;黏度太小,油泵内渗漏量大,容积损失增加,同样降低系统效率。根据著名的液压泵制造商Denison和Vickers公司设计和试验结果,为了在容积效率和机械效率之间求得最佳平衡,建议在使用温度下的最低黏度为13mm2/s,最高黏度为54mm2/s。不同类型泵满足运行的黏度界限见下表。
泵型 | 最高黏度/(mm2/s) | 最低黏度/(mm2/s) |
齿轮泵 | 2000 | 20 |
柱塞泵 | 1000 | 8 |
叶片泵 | 500~700 | 12 |
不同类型泵满足运行的黏度界限(参考)